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第四次工业革命时代,国产机器人如何自处

第四次工业革命中,机器人技术占有重要位置。随着互联网技术的深入发展,万物互联的时代即将到来。近年我国劳动力成本优势逐步丧失,低端制造业开始向东南亚等国家转移,制造业升级。普通人力难以胜任以汽车、消费电子为代表的高精度、高质量的先进制造业,机器人的优势逐渐体现。

在这种大环境下,工业机器人的市场快速扩张, 2016年销量达到8.9万台,前5年平均增长率为36%,而2017年实现销量11.1万台,增速27.59%。已经连续多年保持两位数的增长了。预计到2020年销量将达到20万台。

习近平总书记在两院院士大会上作出指示:机器人是“制造业皇冠顶端的明珠”,其研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志,也是我国实施制造强国战略的重点领域。“中兴事件”已经给我们敲响了警钟,只有自主研发,将核心技术掌握在自己手里,才不至于受制于人。而在工业机器人中,机器人的零部件将是主要发展的目标。

到2017年底,围绕RV减速器、谐波减速器、伺服电机以及控制器研发和产业化已经安排了一批项目,到2019年,将陆续完成,机器人关键零部件将基本实现自主化。即30%由国内品牌自主解决,不是全部。

机器人有三大核心零部件:精密减速器、运动控制器、伺服驱动电机。他们占机器人制造成本的70%。

现今,在控制器方面,国内外的差距是最小的。控制器的地位和门槛相对较低,成熟的机器人厂商都是自主开发,保证其稳定性和相应的维护技术。市场份额基本和机器人本体大致相同,所以国内制作控制器的企业还是大有机会的,同时也竞争惨烈。

控制器的机会在于标准化和开放性。现有的机器人控制器封闭构造,开放性、容错性以及扩展性都较差,已不太能适应智能化的发展形势。开发模块化、标准化的机器人控制器,提高对各个层次用户的开放性是机器人控制器的一个发展方向。我国863计划也已经立项。机器人接口统一是大趋势,未来可能会出现提供控制器模块的平台型企业。所以我国的机器人控制器制造企业可以往这些方面发展,以适应趋势,抢占市场份额。

而在伺服系统方面形势严峻,外资企业占据绝对优势。伺服电机是机器人中的执行单元,是影响机器人工作性能的主要因素。日系品牌凭借良好的产品性能与极具竞争力的价格垄断了中小型OEM(设备制造业)市场,市占率超过50%。欧美品牌罗克韦尔、丹纳赫、西门子、博世力士乐等也占据了较大份额。国产占比仅10%,包括华中数控、广州数控、埃斯顿、汇川技术等。

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相比与国外产品,我国伺服电机缺陷较多,需做大力发展,以求突破,否则,在未来的市场竞争中,必定难以生存。首先,我国伺服电机外观粗糙,很难应用在一些高档机器人上面,尤其是在轻载6kg左右的桌面型机器人上,由于空间有限,所以对伺服电机的尺寸和外观有严格要求。其次,高精度的编码器很难实现国产化,严重依赖进口,情况严峻。最后,信号接受插件的稳定性和可靠性有待提高,同时伺服系统各部分产业协同联合不够,导致伺服电机和驱动系统整体性能难以做好。

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